高中物理第2章机械波4惠更斯原理波的反射与折射教师用书教科版选修3_4

《高中物理第2章机械波4惠更斯原理波的反射与折射教师用书教科版选修3_4》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、惠更斯原理　波的反射与折射学习目标知识脉络1.通过实验，建立球面波和平面波的概念，理解子波源的形成．(难点)2．了解惠更斯原理．(难点)3．知道波传播到两种介质交界面时会发生反射和折射，理解反射定律和折射定律的内容及其特点．(重点)4．运用惠更斯原理解释波的反射和折射现象．(难点)惠更斯原理1．从波源发出的波经过同一传播时间而达到的各点所组成的面，叫做波面，最前面的波面叫做波前．波面是平面的波称为平面波；波面是圆(球)形的波称为圆(球)形波．2．从波源沿着波的传播方向画出的带箭头的线称为波线，它表示波动的

2、传播方向．平面波的波线是垂直于波面的平行线，圆形波的波线是沿着以波源为中心的半径方向向外的射线．3．内容：波在传播过程中所到达的每一点都可看做新的波源，从这些点发出球面形状的子波，其后任一时刻这些子波波前的包络面就是新的波前．这就是惠更斯原理．1．任何波的波线都表示波的传播方向．(√)2．波面一定与波线垂直．(√)3．波面一定是平面．(×)4．波的传播方向与波面平行．(×)1．根据惠更斯原理可得出：波在传播过程中，一个波源变成了无数个波源，这种说法正确吗？【提示】　不正确．波源只有一个，而子波的波源有无数

3、个．2．波面一定是平面吗？根据图241和图242思考波线与波面的关系是怎样的．图241　图242【提示】　波面不一定是平面．波线与波面互相垂直，一定条件下由波面可确定波线，由波线可确定波面．1．对波线、波面的理解(1)波面波源引起的振动在介质中向各个方向传播，如果把某一时刻振动状态相同的点连接起来组成一个面，这个面就叫做波面．例如：①球面波：波面是以波源为球心的一个个球面，波线经过这些球面的半径，这种波为球面波．②平面波：波面是平面的波为平面波．(2)波线用来表示波的传播方向，在同性介质中波线与波面垂直．

4、(3)波面与波线的关系图243①波面不一定是面，如水波，它只能在水面传播，水波的波面是以波源为圆心的一簇圆．②波线是有方向的一簇线，它的方向代表了波的传播方向．③波线与波面互相垂直，一定条件下由波面可确定波线，由波线可确定波面．(4)无论是球形波，还是平面波，同一波面上的各质点振动情况完全相同．2．惠更斯原理的应用(1)应用惠更斯原理解释波现象的步骤：①确定一列波某时刻一个波面的位置；②在波面上取两点或多个点作为子波的波源；③选一段时间Δt；④根据波速确定Δt时间后子波波面的位置；⑤确定子波在波前进方向上

5、的包络面，即为新的波面；⑥由新的波面可确定波线及其方向．(2)利用惠更斯原理解释波的传播如图244甲所示，以O为球心的球面波在时刻t的波面为γ，按照惠更斯原理，γ面上每个点都是子波的波源．设各个方向的波速都是v，在Δt时间之后各子波的波面如图中虚线所示，虚线圆的半径是vΔt.γ′是这些子波波面的包络面，它就是原来球面波的波面γ在时间Δt后的新位置．可以看出，新的波面仍是一个球面，它与原来球面的半径之差为vΔt，表示波向前传播了vΔt的距离．与此类似，可以用惠更斯原理说明平面波的传播(如图244乙所示)．图

6、2441．下列说法中正确的是(　　)A．只有平面波的波面才与波线垂直B．任何波的波线与波面都相互垂直C．任何波的波线都表示波的传播方向D．有些波的波面表示波的传播方向E．子波的波速与频率等于初级波的波速和频率【解析】　不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，选项A错误，B正确；只有波线才表示波的传播方向，选项C正确，D错误．波面上的每一点(面源)都是一个次级球面波的子波源，子波的波速与频率等于初级波的波速和频率，E对．【答案】　BCE2．人耳只能区分相差0.1s以上的两个声音，人要听到自己讲话的回声

7、，人离障碍物的距离至少要大于________．(已知声音在空气中的传播速度为340m/s)【解析】　从人讲话到声音传到人耳的时间取0.1s时，人与障碍物间的距离最小．单程考虑，声音从人传到障碍物或从障碍物传到人耳时t＝s＝0.05s，故人离障碍物的最小距离x＝vt＝340×0.05m＝17m.【答案】　17m利用惠更斯原理解释波的传播的一般步骤1．确定一列波某时刻一个波面的位置．2．在波面上取两点或多个点作为子波的波源．3．选一段时间Δt.4．根据波速确定Δt时间后子波波面的位置．5．确定子波在波前进方向

8、上的包络面，即为新的波面．6．由新的波面可确定波线及其方向．波的反射和折射1．波的反射(1)定义波在传播的过程中，遇到两种介质的分界面时返回到原介质继续传播的现象叫做波的反射．(2)波的反射定律当波传播到两种介质的交界处发生反射时，入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分别位于法线两侧，而且反射角等于入射角；反射波的波长、频率和波速都与入射波相同．2．波的折射(1)定义波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，波传